ブックタイトル日本結晶学会誌Vol56No4

概要

日本結晶学会誌Vol56No4

溝端栄一,南後恵理子,菅原道泰,鈴木守,岩田想3．大型結晶を使ったフェムト秒構造解析ここまで微結晶を使ったSFXの手法を紹介してきたが,XFELをシンクロトロン放射光施設で通常使われるような大型結晶に照射して,放射線損傷のない構造解析を行うこともできる.この手法は, SFXと比較して,擬似双晶の問題が起こらないことや,高い分解能のデータを収集できる利点である.一方,データをコンプリートするのに数百個の大型結晶を調製する必要があり,タンパク質の消費量が多く,準備に相応の労力を要する.X線に非常に感受性の高いタンパク質の活性部位の観察を,シンクロトロン放射光施設を利用して行う際,放射線損傷のために三次元原子構造を正確に捉えられず,タンパク質の働く仕組みをよく理解できないことがあった.一度XFELが当たった部位は放射線損傷が起きる.そこでSACLAでは,放射線損傷のない構造解析を行うために, 1μmの細いXFELを,放射線損傷が伝播していない新しい部位へと, 1パルスごとに結晶の位置を精密にずらしながらデータ測定する実験法が開発されている.この手法で,酸素呼吸にかかわる巨大な膜タンパク質チトクロム酸化酵素のX線無損傷の正確な三次元原子構造が解明されている. 12)LCLSでは類似の方法として,グリッドシステムが作られている.網目状にデザインしたグリッドプレートの各区画に結晶をマウントし,それをロボット制御でスライドさせながらXFELを照射するコンセプトである.謝辞筆者らは2012年度より,文部科学省X線自由電子レーザー重点戦略研究課題「創薬ターゲット蛋白質の迅速構造解析法の開発」の支援を受け, SFX技術の開発を行ってきた.開発や実験にご協力いただいたJASRIの登野健介博士,城地保昌博士,亀島敬博士, RSCの宋昌容博士,初井宇記博士,矢橋牧名博士, RSCエンジニアリングチームの皆様をはじめ,関係各位に深く感謝申し上げます.本稿に関する実験は, SACLA利用研究課題（課題番号：2012B8036,2013A8039, 2013B8045, 2014A8032, 2013A8040, 2013B8044）として行われました.文献1）H. N. Chapman et al.: Nature 470, 73 (2011).2）M. Caffrey and V. Cherezov: Nat. Protoc. 4, 706 (2009).3）W. Liu et al.: Science 342, 1521 (2013).4）T. Kameshima et al.: Rev. Sci. Instrum. 85, 033110 (2014).5）C. Song et al.: J. Appl. Cryst. 47, 188 (2014).6）C. Kupitz et al.: Nature (2014) [Epub ahead of print].7）A. Barty et al.: Acta Cryst. D47, 1118 (2014).8）T. A. White et al.: Applied Cryst. 45, 335 (2012).9）T. R. Barends et al.: Nature 505, 244 (2014).10）W. Brehm et al.: Acta Cryst. D70, 101 (2014).11）N. K. Sauter et al.: Acta Cryst. D69, 1274 (2013).12）K. Hirata et al.: Nat Methods. 11, 734 (2014).プロフィール溝端栄一Eiichi MIZOHATA大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻Division of Applied Chemistry, Graduate Schoolof Engineering, Osaka University〒565-0871大阪府吹田市山田丘2-12-1 Yamadaoka, Suita, Osaka 565-0871, Japane-mail: mizohata@chem.eng.osaka-u.ac.jp最終学歴：大阪大学大学院工学研究科物質化学専攻（工学博士）専門分野：構造生物学現在の研究テーマ：XFELによるタンパク質構造解析,次世代抗体医薬開発趣味：観劇,植物観賞南後恵理子Eriko NANGO理化学研究所放射光科学総合研究センターRIKEN SPring-8 Center〒679-5148兵庫県佐用郡佐用町光都1-1-11-1-1 Kouto, Sayo-cho, Sayo-gun, Hyogo 679-5148, Japane-mail: nango@spring8.or.jp最終学歴：東京工業大学大学院理工学研究科（理学博士）専門分野：構造生物学,生物有機化学現在の研究テーマ：XFELによるタンパク質構造解析趣味：ピアノ演奏,コーラス菅原道泰Michihiro SUGAHARA理化学研究所放射光科学総合研究センターRIKEN SPring-8 Center〒679-5148兵庫県佐用郡佐用町光都1-1-11-1-1 Kouto, Sayo-cho, Sayo-gun, Hyogo 679-5148, Japane-mail: Michihiro.Sugahara@riken.jp最終学歴：大阪大学大学院工学研究科物質・生命工学専攻（工学博士）専門分野：構造生物学現在の研究テーマ：タンパク質結晶化および結晶ハンドリング鈴木守Mamoru SUZUKI大阪大学蛋白質研究所Institute for Protein Research, Osaka University〒565-0871大阪府吹田市山田丘3-23-2 Yamadaoka, Suita, Osaka 565-0871, Japane-mail: mamoru.suzuki@protein.osaka-u.ac.jp最終学歴：北海道大学大学院理学研究科（理学博士）専門分野：X線結晶学現在の研究テーマ：自由電子レーザーを使った新しい構造解析法の開発,性行動を制御するタンパク質,細胞接着タンパク質などの構造・機能解析趣味：旅行と読書岩田想So IWATA理化学研究所放射光科学総合研究センター,京都大学大学院医学研究科,インペリアルカレッジロンドン生命科学科,ダイヤモンド放射光実験施設RIKEN SPring-8 Center, Kyoto University, ImperialCollege London, Diamond Light Source〒679-5148兵庫県佐用郡佐用町光都1-1-11-1-1 Kouto, Sayo-cho, Sayo-gun, Hyogo 679-5148, Japane-mail: s.iwata@mfour.med.kyoto-u.ac.jp最終学歴：東京大学大学院農学系研究科（農学博士）専門分野：膜タンパク質の構造生物学, X線結晶学現在の研究テーマ：XFELによるタンパク質構造解析, Gタンパク質共役型受容体の構造解析趣味：サイクリング246日本結晶学会誌第56巻第4号（2014）